有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistors,OFETs）作为现代有机逻辑电路的基本构建模块,因其特殊的电荷输运机制和在大面积柔性有机电子产品中广阔的应用前景俨然已成为有机电子学的前沿科学。然而该领域仍存在着一些亟待解决的深层次的科学问题,如“OFETs的非理想电学行为”。近些年来随着材料和纳米科学的迅速发展,被报道的OFETs,尤其是高迁移率的器件,大多呈现出非理想的电学行为（电流-电压（I-V）曲线）,该类器件往往难以通过传统的金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）模型进行电学性能参数的准确提取,比如载流子迁移率（μ,是衡量OFETs性能优劣的最主要性能参数之一）。由于缺乏相关问题的研究和理解,人们往往会采用最高的迁移率值进行报道,这种情况下极容易造成OFETs性能的过高估计。这一问题极大地阻碍了人们对有机材料的结构-性能关系、载流子传输机制和构筑高性能OFETs及柔性集成电路相关研究的深入探索,限制了该领域的长足发展。因此,本文基于理解与优化OFETs的非理想电学行为、准确提取非理想型OFETs的迁移率和非理想型OFETs器件功能化应用研究三个方面做系列深入研究寄希望于解决上述科学难题,主要内容如下:1、对诱发OFET非理想电学行为的主要“有形”因素进行定量定性的实验探究,以便深入懂得和优化非理想型OFET器件。“有形”因素具体包括“三界面”（半导体形态学效应,顶电极构筑方法以及绝缘层表面性质的影响）,“三构造”（沟道长度,双沟道和边缘电流影响）和“三外因”（电场,温度和空气稳定性）。实验结果印证了（1）接触电阻（Rc）,电荷捕获以及散射效应是导致器件出现非理想型电学性能的内在原因;揭示了“有形”因素往往基于上述内因（≥2种）为“纽带”诱发器件出现非理想的电学行为以及论证了器件表现出的迁移率高（低）估（相较于初始器件）是上述内因“动态竞争”后的产物;（2）以“制备理想型高性能OFETs”的角度发展了一些高效的器件优化策略。如证实“界面协同策略”（可转移的复合电极+弱极性聚合物修饰层）来解决高性能有机单晶器件面临的非理想曲线的问题;如建议通过图案化半导体（或电极）、利用长沟道器件、合理的电场强度和温度以及封装层等辅助手段来规范化制备和测试OFET器件以便准确评估新型高迁移率半导体材料的电学性能参数等。上述研究结果为“如何从非理想型器件中准确地提取迁移率等电学性能参数”的相关研究提供了充实的实验基础,同时也为高性能OFETs器件及其电路的构筑和优化提供了高效的指导策略。2、基于霍尔条形（hall bar）器件构型,对现有迁移率提取方法（包括传统的MOSFET模型;Y-function方法、G-function方法、真实因子（γ）方法、霍尔测试（hall effect）以及栅四探针（g FPP）方法）进行了定量地比较性研究。旨在让研究者明晰现有方法解决“非理想型器件迁移率准确提取”问题上的不足,以便科学地选用上述方法。更重要的是,我们提出了一种简便且高效的计算模型即H-function model来解决上述难题。该模型主要基于传统的MOSFET模型的线性区公式,利用非对称的背靠背肖特基二极管（BBASD）和镜像力（Mirror force）模型对其进行修正。最后用开启电压(Von)代替公式中的阈值电压（VT）。模型验证结果和符合实验事实的模型拟合规律有力地证明该模型的科学性和高效性。为准确评估非理想型OFET电学性能参数提供了理论指导。3、我们证实了一种基于非理想型OFET实现特殊功能化的研究实例,为该领域的发展提供了新的研究思路。结果可简述为:利用构象型有机半导体分子2,7-二（蒽-2-基）萘（2,7-DAN）,通过热力学参数调控出了一种基于“纳米芽”薄膜形态的新型高性能光记忆晶体管（OMTs）。该类型器件同时实现了良好的场效应性能(迁移率高达3.3 cm~2/V-1s-1)和高效的光存储功能(存储窗口超过45 V;窗口存留时间大于10~4s;窗口的写入和擦除可灵活调节,光响应度高达8×10~3A W-1等),其光电性能优于绝大多数已报道的光记忆器件。区别于传统的OMTs器件,我们器件的存储行为是来源于薄膜内构象分子间能量失衡引起的丰富的空穴捕获位点,当遭受电压或光照等外界刺激会发生空穴捕获和释放行为进而表现出高效的存储特性。此外,由于“纳米芽”薄膜内空穴捕获位点的存在,该器件会出现一定程度的尾态填充效应（非理想的电学行为）但未表现出额外的接触电阻影响。最后,我们首次制备了超薄可随形贴合的柔性“纳米芽”薄膜OMTs阵列,其稳定和最小工作弯曲半径（R）分别为1.5 mm和1 mm。使其有望在柔性电路、智能穿戴等方面进行实际应用。